连续油管在含H2S/CO2环境中的腐蚀行为研究

摘要

本文利用高温高压试验设备并辅以SEM、EDS、XRD等现代分析手段，研究连续油管QT-900在CO2单独存在环境以及CO2、H2S共存环境下的腐蚀行为;研究了连续油管QT-900的电偶腐蚀行为和抗SSC性能，并对连续油管的剩余腐蚀寿命进行预测。
　　研究结果表明:在模拟CO2和H2S共存的腐蚀环境中，随着温度升高、CO2和H2S分压增大，连续油管的平均腐蚀速率先增大后减小，再增大，在60℃、H2S分压为0.03MPa，CO2分压为1.1MPa时出现极大值，平均腐蚀速率为0.5699 mm/a，参照NACERP-0775-2005标准对平均腐蚀程度的规定，达到极严重腐蚀。
　　在模拟CO2腐蚀环境中，随着CO2分压和温度升高，连续油管的平均腐蚀速率先增大后减小，在100℃，CO2分压为0.90MPa时出现极大值，平均腐蚀速率为1.1722mm/a，达到极严重腐蚀。
　　在电偶腐蚀试验中，QT-900材料在电偶处发生严重腐蚀，平均腐蚀速率达到2.6952mm/a，腐蚀坑最大深度为63μm，局部腐蚀速率为2.2995mm/a。在H2S应力腐蚀标准试验条件下，QT-900材料发现裂纹，没有通过抗SSC性能检测。
　　根据SYT/5724-2008《套管柱结构与强度设计》标准、SY/T5322-2000《套管柱强度设计方法》标准和油田提供的连续油管数据资料，计算得出，腐蚀后满足抗外挤、抗内压和抗拉系数的使用寿命分别为3.38年、3.99年、5.95年，将计算得到的最小值定为连续油管的腐蚀寿命，连续油管在不考虑任何防腐措施情况下的寿命为3.38年。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 连续油管的应用与发展

1．3．2 连续油管的失效形式

1．3．3 H2S和CO2共存环境中对油管钢的腐蚀

1．3．4 连续油管的使用寿命

1．4 本课题的研究内容

1．5 本课题的研究方法和技术路线

1．5．1 研究方法

1．5．2 技术路线

1．6 本课题的主要创新点

第二章 试验方法

2．1 试验材料

2．2 理化检验

2．3 高温高压腐蚀试验

2．3．1 试验条件的确定

2．3．2 试验设备

2．3．3 试验方法及步骤

2．3．4 腐蚀产物膜去除方法

2．3．5 平均腐蚀速率的计算方法及有关标准规定

2．4 SSC试验

2．4．1 母材取样

2．4．2 焊缝取样

2．4．3 试验装置

2．4．4 四点弯曲试样和C环试样加载位移的计算方法

2．4．5 试验步骤

2．5 电偶腐蚀试验方法

第三章 连续油管在H2S和CO2共存环境中的腐蚀试验

3．1 引言

3．2 试验条件

3．3 试验结果与分析

3．4 本章小结

第四章 连续油管在CO2环境中的高温高压腐蚀试验

4．1 引言

4．2 试验条件

4．3 试验结果与分析

4．4 本章小结

第五章 电偶腐蚀腐蚀试验和标准条件下抗SSC性能评价

5．1 引言

5．2 电偶腐蚀试验

5．2．1 电偶腐蚀试验条件

5．2．2 试验结果与分析

5．3 标准条件下抗SSC性能评价

5．3．1 试验条件

5．3．2 试验结果与分析

5．4 本章小结

第六章 腐蚀寿命预测

6．1 引言

6．2 连续油管受力分析

6．3 连续油管强度校核方法

6．4 腐蚀寿命预测

6．4 本章小结

第七章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文